基于Faro-3DMine及Midas-FLAC3D耦合技術的實測采空區群穩定性分析

李鴻飛，汪為平，肖益蓋，劉海林，劉濤影

(1.中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司，安徽 馬鞍山 243000；2.華唯金屬礦產資源高效循環利用國家工程研究中心有限公司，安徽 馬鞍山243000；3.中南大學 資源與安全工程學院，長沙 410083)

近年來，隨著采空區治理[1]的需要，采空區實測技術已經發展成熟，同時國內外許多學者對采空區穩定性數值模擬技術進行了廣泛的研究，羅周全[2]和劉海林[3]分別采用Surpac和3DMine建立了實測采空區塊體模型進行穩定性分析，韋文蓬[4]采用3DMine、Midas和FLAC3D對不同尺寸下的理想采場進行方案優化模擬，羅廣強[5]根據單一溜井測量點云進行了溜井穩定性分析等。采用理想模型雖然可以對采空區穩定性規律進行研究，但實際礦山采空區數量較多、層次結構復雜，構建實測數值模擬模型困難，進而導致數值模擬時模型的精度較差和計算效率低。

本文介紹了一套高效、精準的實測采空區穩定性分析技術，以北辛莊礦區為例，通過對采空區群三維實測，經3DMine對模擬區域多組剖面線切割及修正，導入Midas建模和網格劃分，利用Midas-FLAC3D耦合建模，最后采用FLAC3D采空區群數值模擬分析。

1 采空區群三維實測及建模

北辛莊礦區位于山東省蘭陵縣，屬于傾斜急傾斜，薄至中厚礦體，傾角45°～67°，礦體厚度1.08～12.47 m，平均厚度5.48 m，礦山采空區分布在-40 m、-80 m、-108 m和-165 m四個中段內。

采空區群穩定性模擬的準確性取決于實際測量模型的準確性及礦山地質準確建模。本次采空區測量采用FARO三維激光掃描儀，測量的數據經FARO專用軟件Scene和studio處理成DXF點云文件，將DXF點云文件導入3DMine中進行封裝及三維建模，全礦區采空區群三維模型見圖1。……